CN111554534B - 一种快合型高压隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快合型高压隔离开关，包括操作机构和隔离单元，隔离开关由上下两个绝缘腔体构成并与底座构成密封气室，能有效避免隔离开关暴露大气中老化的问题；同时通过内部主回路连接、导向传动、连杆、拐臂等连接组成主回路传动部分。操作机构在设计范围内可以关合小负荷电流，操作机构传动原理采用通过弹簧储能，满足一定位置后自动触发释放能量实现开关分合操作，合闸速度、合分闸位置不受操作人员的影响。同时设有可视状态位置指示，能够清晰观察分合闸状态。本发明隔离开关机构与主开关设有联锁装置，可满足“五防”中防止带负荷分合隔离开关。本发明隔离开关可作为单相隔离开关使用，亦可通过专用同步轴组合成三相隔离开关使用。

Description

一种快合型高压隔离开关

技术领域

本发明涉及高压智能配电技术，尤其涉及一种快合型高压隔离开关。

背景技术

当今电力系统正在不断加强智能配网的建设，全面提高城市配电网的可靠性和供电质量。户外柱上开关是配网架空传输线路的重要组成部分，承担着电能的控制、保护、分配、检修安全等诸多功能；架空传输线路中裸露导体是引起单相接地故障等瞬间故障的主要因素，目前新施工的架空线路电缆均为绝缘电缆(导体外层为绝缘层)，架空线路与开关等连接部位，多数均包有硅橡胶防护套，在防止接触部位老化的情况下，能避免树枝、鸟害等引起的瞬时性故障。

目前架空线路的隔离刀闸(包含主开关内置的隔离刀)均为外置式刀闸和触头接触的形式，直接暴露在空气当中，活动式触头结构触头压力(300N±50N)约为固定连接结构压力的十分之一、触头的老化直接影响到触头接触部位的导电情况，恶化后直接会出现触头发热、烧损、合闸失效等情况。

目前架空隔离开关的传动部分均是采用手动辅助弹簧驱动实现隔离开关的分合闸操作，刀闸触头接触情况变化后，对操作力等变化影响较大，很容易出现合闸不到位等情况，现有隔离刀闸结构的联锁均为单向锁定(即主开关对隔离开关的单向锁定)，在这种条件下，主开关的操作直接对联锁造成损坏，该种情况最终将导致隔离开关不能操作、隔离开关触头烧损等故障。

支柱式开关配置的隔离开关动端连接部位均借用主开关的一出线端子，隔离开关的长时间操作以及操作力异常等情况均会对主开关造成一定影响，严重的会导致主开关绝缘失效等故障出现。

尽管现有设备制造和生产厂对现有支柱式隔离开关的结构进行加强、增加防护套等措施，但不能从根本上避免上述全部故障的出现。

目前户外隔离开关的几项缺点：

1、核心触头刀闸老化：核心电接触部分触头、刀闸均暴露在空气中，尽管部分通过硅橡胶护套进行了包裹防护处理，仍改变不了该部分零部件的老化速度、在寿命周期内仍会出现接触不良导致的发热、烧损等故障。

2、合分闸驱动不可靠：目前合分闸驱动主要依靠外界操作人员同时辅助一个压簧，伴随这刀闸、触头老化，合闸功加剧等问题，很容易出现合闸不到位等情况。

3、联锁逻辑不完善：合闸不到位情况出现进一步会影响联锁的复位，在此种情况下操作断路器合闸，直接将联锁损坏，影响进一步操作。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种快合型高压隔离开关，能够有效地解决核心隔离断口老化、操作力对主开关的影响等问题，提升支柱式隔离开关可靠性，提高联锁可靠性，简化装配工艺，提升生产装配效率。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种快合型高压隔离开关，包括操作机构和隔离单元。

所述操作机构包括外壳部分、框架部分、主传动部分；所述主传动部分包括传动轴、传动拐臂、弹簧导向杆、合分闸弹簧、传动板、输出拐臂；隔离操作手柄输入扭矩到传动轴，传动轴与传动拐臂焊接为一体，传动拐臂另一端通过销轴连接弹簧导向杆，弹簧导向杆穿过合分闸弹簧，合分闸弹簧由轴销限位并与传动板配合，实现弹簧力的压缩和释放；当合分闸弹簧过中释放时，驱动传动板转动，传动板转动带动输出拐臂转动。

所述隔离单元包括密封气室、主回路连接、导向传动；所述主回路连接包括下触头、上触头、弹簧触指；下触头和上触头分别浇注在上绝缘筒的上下两端，弹簧触指组装在上触头和下触头上；动刀闸穿过弹簧触指；所述导向传动包括动刀闸、绝缘拉杆、尼龙拐臂；尼龙拐臂与操作机构的输出拐臂连接，输出拐臂带动尼龙拐臂转动，尼龙拐臂带动绝缘拉杆以及动刀闸做直线运动，实现合分闸。

进一步地，所述外壳部分包括前封板、后封板、锁紧螺钉；其中，前封板和后封板通过顶部的嵌入式配合和下部的锁紧螺钉连接到一起；传动轴设置于前封板上，连接隔离操作手柄。

进一步地，所述框架部分包括两块夹板和限位钉，两块夹板通过若干安装螺柱实现固定，限位钉通过螺母安装固定在框架部分。

进一步地，所述密封气室由上绝缘筒、下绝缘筒、底座构成。

进一步地，所述隔离单元还包括可视位置指示，尼龙拐臂转动带动可视位置指示上下运动，通过观察可视位置指示判断隔离开关的合分闸状态。

进一步地，还包括联锁结构，所述联锁结构包括驱动拐臂、连杆、滑动锁板、导向销、主开关锁杆；主开关通过驱动大轴驱动主开关锁杆的伸出或缩回，主开关处于合闸状态时主开关锁杆伸出，将滑动锁板锁定在导向销和主开关锁杆之间，阻挡驱动拐臂的转动，阻挡操作机构操作形成闭锁。

进一步地，通过同步轴组合成三相隔离开关，所述三相隔离开关包括单相隔离单元、同步轴、操作机构、隔离框架、隔离操作手柄；单相隔离单元分A、B、C三相固定在隔离框架上，由同步轴将三相隔离单元依次串在一起，同步轴的另一端与操作机构的输出拐臂连接，隔离操作手柄安装在操作机构的前端传动轴上，实现隔离开关分合闸操作。

有益效果：本发明隔离单元由上下两个绝缘腔体构成，并与金属底座构成一个密封气室，密封箱体的防护等级满足GB4208所规定的IP67级，能有效避免隔离开关暴露大气中老化等问题。

本发明隔离开关操作机构与主开关有联锁装置，可满足“五防”中防止带负荷分合隔离开关。

本发明隔离开关为单相独立布局构成一个功能单元，可由快合型隔离机构驱动，作为单相隔离开关使用，亦可通过专用同步轴组合成三相隔离开关使用。

附图说明

图1是本发明所述的快合型高压隔离开关总装主视图；

图2是本发明的操作机构外壳部分主视图；

图3是本发明的操作机构外壳部分侧视图；

图4是本发明的操作机构主传动部分示意图；

图5是本发明的操作机构框架部分示意图；

图6是本发明的隔离单元示意图；

图7是本发明的隔离单元合闸示意图；

图8是本发明的隔离单元分闸示意图；

图9是本发明的联锁结构示意图；

图10是本发明三相隔离开关侧视图；

图11是本发明三相隔离开关主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的快合型高压隔离开关，能够有效地解决核心隔离断口老化、操作力对主开关的影响等问题，提升支柱式隔离开关可靠性，提高联锁可靠性，简化装配工艺，提升生产装配效率。

本发明所述的快合型高压隔离开关，包括操作机构9和隔离单元。本发明的操作机构由外壳部分、框架部分、主传动部分组成。

如图2和图3所示，外壳部分由前封板902、后封板901、锁紧螺钉903组成的一个封闭的金属壳体，其中前封板902和后封板901通过顶部的嵌入式配合以及下部的锁紧螺钉903连接到一起。传动轴904设置于前封板902上，连接外部手柄。

如图4和图5所示，框架部分由两块夹板911、限位钉909、以及若干限位柱、若干安装螺柱组成，两块夹板911通过安装螺柱和限位件实现夹板的固定。限位钉909通过螺母安装固定在框架部分。

如图4和图5所示，主传动部分由传动轴904、传动拐臂905、弹簧导向杆906、合分闸弹簧907、传动板908、输出拐臂910组成。其运动关系为：通过外部隔离操作手柄11输入扭矩到传动轴904，传动轴904与传动拐臂905焊接为一体，传动拐臂905另一端通过销轴连接弹簧导向杆906，弹簧导向杆906穿过合分闸弹簧907，由轴销限位并与传动板908配合，实现弹簧力的压缩和释放。当合分闸弹簧907过中释放时，驱动传动板908转动，传动板908转动到合闸位的同时带动输出拐臂910转动，到达相应输出角度，从而驱动隔离开关动作。

本发明隔离开关使用的快速合分闸机构，在设计速度范围内可以关合小负荷电流。本发明操作机构传动的特点：传动原理采用通过储能、满足一定位置后自动触发释放能量的操作逻辑实现开关的分合操作，合闸速度、合分闸位置不受操作人员的影响，消除了操作过程中的人为影响。

如图6所示，本发明的隔离单元由密封气室、主回路连接、导向传动、可视位置指示组成。其连接及运动特征为：密封气室由上绝缘筒701、下绝缘筒702、铝底座703和O型密封圈705通过连接标准件704连接，形成密封气室。主回路连接由下触头710、上触头711、动刀闸706组成。下触头710和上触头711分别浇注在上绝缘筒701的上下两端。同时动刀闸706穿过组装在上触头711和下触头710的弹簧触指712。

导向传动是由动刀闸706、绝缘拉杆707、尼龙拐臂708组成。尼龙拐臂708与操作机构的输出拐臂910连接，输出拐臂910带动隔离单元导向传动尼龙拐臂708转动，尼龙拐臂708带动绝缘拉杆707、以及动刀闸706做直线运动，实现合分闸，如图7和图8所示。尼龙拐臂708转动也带动可视位置指示709上下运动，通过观察透明可视位置指示的转态判断隔离开关的合分闸状态。

隔离单元由上下两个绝缘腔体构成，并与金属底座构成一个密封气室，密封箱体的防护等级满足GB4208所规定的IP67级，能有效避免隔离开关暴露大气中老化等问题。同时隔离单元主回路内置隔离断口封闭在环氧件组成的封闭绝缘腔体气室内，通过内部的主回路连接、导向传动等有序地连接，组成隔离单元完整的传动部分。同时在主回路导向传动尼龙拐臂上设置有连续的可视位置指示，能够清晰观察合分闸状态。

如图9所示，本发明的联锁结构由隔离开关驱动拐臂2、连杆3、滑动锁板4、导向销5、主开关锁杆6组成。联锁逻辑为：主开关1通过驱动大轴驱动主开关锁杆6的伸出或缩回，主开关1处于合闸状态时主开关锁杆6伸出，将滑动锁板4锁定在导向销5和主开关锁杆6之间，阻挡驱动拐臂2的转动，实现阻挡快合型操作机构的操作，形成闭锁。

本隔离开关操作机构与主开关有联锁装置，可满足“五防”中防止带负荷分合隔离开关。

本发明隔离开关为单相独立布局构成一个功能单元，可由快合型隔离机构驱动，作为单相隔离开关使用，亦可通过专用同步轴组合成三相隔离开关使用。

如图10和图11所示，本发明的隔离开关由单相隔离单元、同步轴8、快合型隔离操作机构9、隔离框架10、隔离操作手柄11组成。

装配逻辑为：单相隔离单元分A、B、C三相固定在隔离框架10上，由同步轴8将三组单相隔离单元7A、7B、7C依次串在一起，同步轴的另一端与快合型隔离操作机构9的输出拐臂910连接，隔离操作手柄11安装在快合型隔离操作机构9的前端传动轴904上，实现隔离开关分合闸操作。

Claims (7)

1.一种快合型高压隔离开关，其特征在于，包括操作机构(9)和隔离单元；

所述操作机构包括外壳部分、框架部分、主传动部分；

所述主传动部分包括传动轴(904)、传动拐臂(905)、弹簧导向杆(906)、合分闸弹簧(907)、传动板(908)、输出拐臂(910)；隔离操作手柄(11)输入扭矩到传动轴(904)，传动轴(904)与传动拐臂(905)焊接为一体，传动拐臂(905)另一端通过销轴连接弹簧导向杆(906)，弹簧导向杆(906)穿过合分闸弹簧(907)，合分闸弹簧(907)由轴销限位并与传动板(908)配合，实现弹簧力的压缩和释放；当合分闸弹簧(907)过中释放时，驱动传动板(908)转动，传动板(908)转动带动输出拐臂(910)转动；

所述隔离单元包括密封气室、主回路连接、导向传动；

所述主回路连接包括下触头(710)、上触头(711)、弹簧触指(712)；下触头(710)和上触头(711)分别浇注在上绝缘筒(701)的上下两端，弹簧触指(712)组装在上触头(711)和下触头(710)上；动刀闸(706)穿过弹簧触指(712)；

所述导向传动包括动刀闸(706)、绝缘拉杆(707)、尼龙拐臂(708)；尼龙拐臂(708)与操作机构的输出拐臂(910)连接，输出拐臂(910)带动尼龙拐臂(708)转动，尼龙拐臂(708)带动绝缘拉杆(707)以及动刀闸(706)做直线运动，实现合分闸。

2.根据权利要求1所述的快合型高压隔离开关，其特征在于，所述外壳部分包括前封板(902)、后封板(901)、锁紧螺钉(903)；其中，前封板(902)和后封板(901)通过顶部的嵌入式配合和下部的锁紧螺钉(903)连接到一起；传动轴(904)设置于前封板(902)上，连接隔离操作手柄(11)。

3.根据权利要求1所述的快合型高压隔离开关，其特征在于，所述框架部分包括两块夹板(911)和限位钉(909)，两块夹板(911)通过若干安装螺柱实现固定，限位钉(909)通过螺母安装固定在框架部分。

4.根据权利要求1所述的快合型高压隔离开关，其特征在于，所述密封气室由上绝缘筒(701)、下绝缘筒(702)、底座(703)构成。

5.根据权利要求1所述的快合型高压隔离开关，其特征在于，所述隔离单元还包括可视位置指示(709)，尼龙拐臂(708)转动带动可视位置指示(709)上下运动，通过观察可视位置指示(709)判断隔离开关的合分闸状态。

6.根据权利要求1所述的快合型高压隔离开关，其特征在于，还包括联锁结构，所述联锁结构包括驱动拐臂(2)、连杆(3)、滑动锁板(4)、导向销(5)、主开关锁杆(6)；主开关通过驱动大轴驱动主开关锁杆(6)的伸出或缩回，主开关处于合闸状态时主开关锁杆(6)伸出，将滑动锁板(4)锁定在导向销(5)和主开关锁杆(6)之间，阻挡驱动拐臂(2)的转动，阻挡操作机构操作形成闭锁。

7.根据权利要求1所述的快合型高压隔离开关，其特征在于，通过同步轴组合成三相隔离开关，所述三相隔离开关包括单相隔离单元、同步轴(8)、操作机构(9)、隔离框架(10)、隔离操作手柄(11)；单相隔离单元分A、B、C三相固定在隔离框架(10)上，由同步轴(8)将三相隔离单元依次串在一起，同步轴(8)的另一端与操作机构(9)的输出拐臂(910)连接，隔离操作手柄(11)安装在操作机构(9)的前端传动轴(904)上，实现隔离开关分合闸操作。

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